От колибри, которые проносятся во всех направлениях до летучих мышей, которые резко поворачивают, чтобы набить летает в воздухе и приземляются вниз головой, чтобы висеть с потолка пещеры, мир наполнен необыкновенными летающими животными.
Эти крошечные авиаторы более проворны, чем любой самолет, но это может измениться. Вдохновленные воздушными способностями птиц, летучих мышей и насекомых, исследователи разрабатывают новое поколение сверхлегких дронов, которые не имеют пропеллеров и оснащены не фиксированными крыльями, а хлопающими.
В один прекрасный день эти крошечные летательные аппараты могут незаметно порхать над ландшафтом, собирать данные о погоде, контролировать трафик, предупреждать первых ответчиков о несчастных случаях и катастрофах, осматривать строительные площадки и многое другое. Фермеры могут использовать их для опыления сельскохозяйственных культур, а правоохранительные органы-для осуществления надзора.
В конце концов, так называемые био-вдохновленные дроны могут стать доступными для личного использования, летать внутри домов и за их пределами, садиться на плечи людей, снимать фотографии и видео и, возможно, даже следить за пожилыми людьми, которые рискуют упасть или уйти.
Эксперты говорят, что летательные аппараты смогут выполнять задачи, не беспокоя и не подвергая опасности людей или имущество. “Там будут эти машины, которые круглосуточно делают мониторинг и предоставляют информацию”,-говорит Алиреза Рамезани, робототехник Северо-Восточного университета, который работает над роботом, вдохновленным летучей мышью, под названием Bat Bot. -Мы можем думать о них как о хранителях будущих городов.”
Био-вдохновленные дроны в принципе похожи на дроны жука и птицы, увиденные в фильме 2015 года “глаз в небе”; птичий дрон из этого фильма был вдохновлен реальным роботом, заказанным Агентством перспективных исследовательских проектов обороны(DARPA) и построенным калифорнийской авиационной компанией AeroVironment.
Новые беспилотники все еще находятся на стадии прототипа; пройдут годы, прежде чем они будут готовы пронестись снаружи, как их кинематографические коллеги. Но они совершенствуются, чтобы летать дальше и более умело и нести камеры, радио, системы GPS и различные датчики — и, в конечном итоге, работать вместе.
Рамезани и его коллеги черпали вдохновение из способности летучих мышей складывать свои тонкие крылья в различные формы — способность, которая дает им огромную гибкость. Исследователи построили трехунциевый беспилотник с размахом крыльев в один фут и каркасом из углеродного волокна, с крыльями, сделанными из эластичной мембраны, тонкой, как человеческий волос.
Беспилотник в настоящее время ограничивается полетом по прямой, поворотом и погружением, но Рамезани планирует решать более сложные маневры, такие как перевернутые посадки. Он говорит, что Bat Bot и другие дроны, которые летают как летучие мыши, колибри и жуки, предлагают ключевые преимущества перед обычными дронами — в том числе повышенную безопасность и маневренность.
“Они сделаны из твердых материалов, жестких конструкций, быстро вращающихся лопастей и пропеллеров, которые не очень безопасны для работы в непосредственной близости от людей”,-говорит Рамезани об обычных дронах, таких как квадрокоптеры. -И они довольно навязчивы.”
Био-вдохновленные дроны имеют мягкие, гибкие тела, которые должны быть безвредны для людей, которые протягивают руку, чтобы коснуться их — и они могут отскакивать от препятствий без поддержки или причинения серьезного ущерба.
Дроны с хлопающими крыльями также смогут маневрировать через узкие пространства, которые недоступны для больших дронов обычного дизайна, говорит Синьян Дэн, инженер-механик Университета Пердью, который работает над дронами, смоделированными по образцу колибри. Один из прототипов ее команды, который был представлен в мае на конференции робототехники в Монреале, имеет 3D-печатное тело с гибкими крыльями. Это примерно размер и вес настоящей колибри; похожая еще меньше, размером с насекомое.
“Мы смогли достичь очень, очень причудливых маневров полета”, – говорит Дэн об экспериментальных дронах, в том числе летающих в цифре восемь. Дроны также могут перемещаться по коридору на ощупь и поворачиваться на 180 градусов всего за несколько ударов крыльев, как это делают настоящие колибри, чтобы избежать хищников.
Летучие мыши и колибри-не единственное вдохновение для дронов следующего поколения.
Animal Dynamics из Оксфорда, Англия, работает с Лабораторией оборонной науки и техники Соединенного Королевства над созданием беспилотного летательного аппарата, похожего на стрекозу.
А в Гарвардском университете исследователи работают над Робоби, который весит меньше, чем скрепки для бумаг, и имеет две пары солнечных крыльев, управляемых искусственными мышцами. Последняя версия недавно совершила свой первый полет без шнура питания.
В дополнение к предложению крошечного размера и маневренности, био-вдохновленные дроны должны быть недорогими.
Рамезани предвидит, что рои летучих мышей будут разведывать строительные площадки и другие рабочие места, предупреждая людей об опасных ситуациях, таких как структура, подверженная риску обрушения. Боты могут быть непрерывным присутствием, говорит он, добавляя, что когда один бот-Летучая мышь имеет низкую мощность, он может сидеть на зарядной станции, а другой дрон занимает его место.
Конечно, тот факт, что дроны будут настолько способными и настолько сдержанными, вызывает беспокойство о конфиденциальности. И есть много препятствий, которые исследователи должны преодолеть, в том числе разработать лучший источник питания для дронов и определить, когда крошечные роботы должны работать автономно или под контролем человека-оператора.
